毕业设计（论文）-结晶器齿轮差动振动器设计

1、XXXXX毕 业 设 计 (论 文) 结晶器齿轮差动振动机构设计系 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年 月目 录摘 要IIAbstractIII第一章 绪论11.1结晶器振动器简介11.2结晶器振动器的发展11.3国内外的研究现状1第二章 总体设计32.1设计要求32.2方案选择32.2.1振动机构方案选择32.2.2振动形式选择42.2.3传动机构方案选择52.3总体参数分析62.3.1结晶器的位移函数62.3.2结晶器的速度函数73.2.3铸流速度7第三章 传动部件的设计与选择83.1电动机的选择83.1.1结晶器质量的估算83.1.2驱动功率选择83.1.3 电动机的选择93.1.4电动机校核9（1）电动机转矩的校核9（2）电动机发热的校核103.2减速器的选择103.2.1传动比的确定103.2.2减速器选择103.2.3减速器的功率校核103.2.4减速器的强度校核113.3振动源偏心轴的设计113.3.1轴的类型选择113.3.2轴的材料123.3.3初算轴的直径123.3.4轴的结构设计123.3.5轴上零件的布置和装配方案143.

2、3.6轴上受力分析及校核143.4轴上零件的设计与校核193.4.1联轴器的选择193.4.2轴承的选择及其校核203.4.3键的选用及校核22第四章 振动部件的设计与选择234.1齿轮齿条设计234.1.1齿轮齿条的材料选择234.1.2齿轮齿条的设计与校核234.2扇形齿轮设计274.3连杆的设计274.4连杆销的设计284.5弹簧的设计及其校核29总 结32参考文献33致 谢34摘 要结晶器差动齿轮振动机构是我国60年代中期开发并应用于生产的弧线轨迹振动机构。其结晶器固定在由弹簧支撑的振动框架上，用凸轮或偏心轮强迫框架下降，利用弹簧的反力使其上升。其主要由电机、减速器、偏心轴、连杆、差动扇形齿轮、齿轮齿条、弹簧、框架等构成。本文主要针对结晶器差动齿轮振动机构进行设计。首先，通过对差动齿轮振动机构结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了搓丝机总装图、传动装置装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互

3、换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词: 结晶器，差动齿轮，振动机构，偏心轴全套图 纸加扣 3346389411或3012250582AbstractMold is a differential gear vibration mechanism of the mid-1960s developed and used in the production of curved track vibration mechanism. Which is fixed to the mold frame by a spring support of the vibration, forced by the cam or eccentric frame drop, the spring reaction force to make it rise. Which mainly consists of motor, reducer, eccentric shaft, connecting rod, differentia

4、l gear segment, rack and pinion, springs, frame and so on.In this paper, the design for the differential gear mold vibrating mechanism. First, by making the structure and principles of the differential gear vibration mechanism analysis presented in this analysis, based on the overall structure of the program; Next, the main technical parameters were calculated choice; then, for the main components were designed and Verification ; Finally, AutoCAD drawing software to draw the thread rolling machi

5、ne assembly diagram, the main gear assembly drawings and parts diagram.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.Keywords: Mold, The differential gear, The vibration m

6、echanism, The eccentric shaftIII结晶器齿轮差动振动机构设计第一章 绪论1.1结晶器振动器简介在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。结晶器振动的目的是防止拉坯坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，因而结晶器向上运动时，减少新生的坯壳与铜壁产生粘结，以防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹;而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下的运动速度大于拉坯速度，形成负滑脱。机械振动的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。在新型连铸生产工艺中，采用带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制是保证连铸生产质量的关键技术之一。国外的应用情况表明，采用连铸结晶器非正弦伺服振动，能够有效地减少铸坯与结晶器间的摩擦力，从而防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂，减小铸坯振痕，提高铸坯质量川一9l。带有

7、数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制装置和传统的结晶器振动装置相比，可以方便地实现多种波形振动、实现连铸过程监督和实时显示振动波形，并能在线修改非振动方式及振动频率和幅值等参数，实现控制过程的平稳过度。1.2结晶器振动器的发展最初的连铸机结晶器是静止不动的，在拉坯的过程中坯壳很容易与结晶器内壁产生粘结，从而出现坯壳“拉不动”或拉漏钢水的事故发生。因此，静止不动的结晶器限制了连铸生产的工业化发展。直到1933年现代连铸的奠基人一德国的西格弗里德容汉斯开发了结晶器振动装置，并成功地将它应用于有色金属黄铜的连铸。1949年S容汉斯的合伙人美国的艾尔文罗西(Irving Rossi )获得了容汉斯结晶器振动技术专利的使用权，并首次在美国约阿勒德隆钢公司厂的一台方坯连铸试验机上采用了振动结晶器。与此同时，容汉斯振动结晶器又被西德曼内斯(Mannesmann)公司胡金根厂的一台连续铸钢试验连铸机上成功应用结晶器振动技术在这两台连铸机上的成功应用，为结晶器振动技术的广泛应用打下了坚实的基础。1.3国内外的研究现状继续日本将液压伺服振动结晶器应用于连铸之后，法国IRSID2与CLECIM合作进行了相

8、应的研究工作。于1987年公布了其实验结果。研究结果表明，应用非正弦振动可以有效地减少结晶器内的摩擦力，使振痕深度减轻，铸坯表面质量得以明显改善。在前面实验的基础上，IRSID与CLECIM又新设计制造了两台液压振动工业实验装置，分别安装在了索拉克厂的2流板坯连铸机的2号机和Unimecal Normandie厂的8流小方坯连铸机的一流上。首先他们在这两个装置上采用了与机械振动系统相同的正弦波形及控制方式，应用于各自的铸机上进行长期的工业试验。结果表明铸坯表面质量和机械振动系统相同，同时也验证了液压振动系统的可靠性。随后在SOLLAC厂进行了非正弦振动实验，其金相分析结果表明，生产的低碳钢的振痕深度至少减少了25%,在UN厂，虽然他们应用液压振动仍进行了正弦振动试验，但是在控制上对正弦振动模型进行了优化控制，结果表明，低碳钢方坯的表面缺陷减少了75%。CLECIM后来又为SOLLAC厂设计制造了一台工业性液压振动装置，采用全数字控制方式，在控制上具有更大的灵活性和适应性。该设备液压源压力为18Mpa，电动机功率为110KW，于1993年3月安装在SOLLAC厂2号板坯连铸机上，目前该连铸机主要生产超低碳钢，C含量为0.025%及小于0.01%。生产结果表明，应用非正弦振动，其振痕深度比用正弦振动至少减少了30%，并且可以减少凝固钩的数量，显著减少皮下缺陷，从而大大提高了最后轧制成品的表面质量。现在，该厂一直采用给正弦振动进行生产，并计划改造另一流板坯振动系统。英国的Stocksbridge工程钢厂的圆方坯连铸机主要生产特殊钢，应用液压振动改造后，生产实践表明，用液压非正弦振动系统不仅可以减少振痕深度，减少卷渣，提高铸坯表面质量，而且该厂的漏钢率也从原来的3%下降到了1%。与此同时，德马克公司在阿维迪薄板坯连铸机上，开发成功了薄板坯液压振动系统。日本住友在其90-120mm1000mm试验连铸机上采用了液压振动技术，起普碳钢的试验拉速为5m/min；中碳钢等钢种的试验拉速为3m/min。奥钢联已经在其薄板坯连铸机上，卢森堡则在其方坯以异形坯连铸机上开始装备液压振动系统，并开始了自带振动系统的结晶器的研制。另外，日本神户、新日铁、英国ECSC等都相继开始液压振动的研究。

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